【摘 要】
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低密度奇偶校验码(LDPC)码是由Gallager在1962年首先提出的一种纠错码,在沉寂了多年之后,最近又重新成为通信技术研究的热点。由于LDPC码构造方法灵活多变,同时具有多种可以高速
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低密度奇偶校验码(LDPC)码是由Gallager在1962年首先提出的一种纠错码,在沉寂了多年之后,最近又重新成为通信技术研究的热点。由于LDPC码构造方法灵活多变,同时具有多种可以高速并行实现的迭代译码算法,许多通信和存储系统已经或计划将LDPC码作为其核心纠错码方案。本文主要对LDPC码的构造、译码算法、译码算法的硬件实现进行了研究。
LDPC码的构造可以分为随机构造、基于有限域的构造、基于原型图的构造、掩模构造等方法。在介绍了各种方法原理的基础上,我们把PEG-ACE算法用于原型图的扩充,并将扩充后码字的校验矩阵用于基于有限域构造的码字的掩模,构造了一类既适合硬件实现、又有着优越性能的码字。同时,我们对各种方法构造的码字进行了仿真验证。
其次,论文对LDPC码的译码算法进行了研究。文中讨论了比特翻转、置信传播、迭代排序统计三类算法,详细描述了各种算法的具体步骤,比较了各种算法的复杂度和性能,并结合具体码字对各种算法的性能进行了仿真验证。我们还提出了一种同步部分并行的译码算法,提前使用迭代过程中新产生的软信息,加快了迭代译码的收敛速度,并通过起始位置的优化,进一步提高了算法的性能。
最后,论文研究了译码算法的硬件实现问题。我们设计了一种通用的同步部分并行结构的译码器,译码器的参数可以灵活配置,支持多种类型的准循环LDPC码校验矩阵,并结合实际系统的码字,在FPGA上进行了验证。此外,我们分析了基于累积LLR的BP—OSD算法各个部分实现的复杂度,并结合具体码字给出了详细的实现方案。
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